堆肥過程中碳氮代謝相關(guān)基因表達(dá)及細(xì)菌多樣性的研究.pdf

1、利用微生物作用好氧發(fā)酵處理有機(jī)固體廢棄物生產(chǎn)有機(jī)肥料是環(huán)境保護(hù)中廢棄物處理與處置的一種有效方式。實(shí)驗(yàn)采用自行設(shè)計(jì)堆肥系統(tǒng)，采用兩種不同強(qiáng)制通氣方式（罐體內(nèi)嵌式通氣和整體式通氣），以牛糞和甘蔗葉為原料進(jìn)行好氧堆肥，測(cè)定堆肥過程中堆體理化參數(shù)變化，并結(jié)合分子生物學(xué)方法熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Real-time PCR)技術(shù)對(duì)碳氮代謝相關(guān)基因表達(dá)進(jìn)行分析和聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術(shù)對(duì)細(xì)菌群落多樣性進(jìn)行研究。理化參

2、數(shù)測(cè)定結(jié)果表明，罐體內(nèi)嵌式通氣與整體式通氣方式堆肥均在第4天達(dá)到最高溫度，分別為57.0℃和53.4℃;有機(jī)質(zhì)含量分別下降為49.10％和46.22％;銨態(tài)氮含量均呈現(xiàn)出先上升后下降最后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì);最終硝態(tài)氮含量分別達(dá)到1099.67mg/kg和1143.96mg/kg。
　　采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)對(duì)兩種不同強(qiáng)制通氣方式堆肥過程中細(xì)菌總量和碳氮代謝相關(guān)基因表達(dá)，包括細(xì)菌16S rDNA，β-glucosidase，amoA

3、，nxrB1基因進(jìn)行了定量分析，并對(duì)比研究了發(fā)酵過程中理化參數(shù)及堆體中碳氮代謝相關(guān)基因表達(dá)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在堆肥過程中，罐體內(nèi)嵌式通氣發(fā)酵堆體細(xì)菌總量大于整體式通氣發(fā)酵;罐體內(nèi)嵌式通氣與整體式通氣發(fā)酵中β-glucosidase基因拷貝數(shù)分別在堆肥第7天與第4天達(dá)到最大值，該數(shù)值分別是堆肥第1天的4.0倍和6.2倍，表明發(fā)生強(qiáng)烈生物降解作用，碳代謝活動(dòng)劇烈;AOB在強(qiáng)制通風(fēng)好氧發(fā)酵的高溫期含量極少，直至腐熟期才大量積累，導(dǎo)致大量銨態(tài)氮轉(zhuǎn)

4、化為氨氣造成氮損失;高溫對(duì)nxrB1基因表達(dá)有嚴(yán)重阻礙作用，在腐熟階段罐體內(nèi)嵌式通氣方式發(fā)酵中nxrB1基因優(yōu)先于整體式通氣發(fā)酵表達(dá)并達(dá)到峰值。
　　通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術(shù)對(duì)罐體內(nèi)嵌式通氣和整體式通氣堆肥過程中細(xì)菌群落多樣性進(jìn)行研究，以細(xì)菌16SrDNA基因片段PCR擴(kuò)增產(chǎn)物為DGGE分析對(duì)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著堆肥進(jìn)行，細(xì)菌群落在各個(gè)時(shí)期不斷演替，部分細(xì)菌直至發(fā)酵后期才出現(xiàn)，而部分細(xì)菌在整個(gè)